CN104918385A - 一种温度检测电路及带温控保护电路的led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温度检测电路及带温控保护电路的LED灯具，该温度检测电路中通过温控电阻与比较电阻支路与参考电压信号输入到比较器中，当温度达到设定的温度时，比较器翻转，控制后面的三极管或者截止，三极管输出不同的电压信号表示是否达到设定温度。该LED灯具中包括有这种温度检测电路，当温度达到70度时，进行温控保护，截断部分LED灯珠的电源，以减少发热，降低温度。

Description

一种温度检测电路及带温控保护电路的LED灯具

技术领域

本发明涉及LED灯具，特别涉及一种检测LED灯具温度的检测电路以及由带温控保护电路的LED灯具。

背景技术

目前，LED的应用越来越广泛，用于日常室内和户外照明的LED灯具也正越来越普及。目前的 LED 照明越来越朝着大功率方向发展，大功率 LED 带来的高热量是困扰 LED 普及的一个重要因素。如果LED长期在高温下工作，则其寿命会大大缩短，影响了其优点的发挥，甚至造出死灯现象，导致灯具报废。

因此，需要对LED灯具进行保护，在温度超过设定温度时，一般是70度摄氏时，需要进行保护，目前，一般采用一个温控开关，当温度达到70度摄氏时，控制电源开关断开，使LED灯具失电后渐渐冷却，然后，再接通电源使其继续工作，如中国发明专利201110270659.5就公开了一种带温控保护电路的 LED 灯，该LED灯中设置温控保护电路，温控保护电路包括第一温控开关电路、第二温控开关电路，第一温控开关电路接于电源的输入端，第一温控开关电路包括第一常闭温控开关，第一常闭温控开关装于散热器上，当散热器温度高于第一常闭温控开关的断开温度时，第一常闭温控开关断开，切断所述 LED 光源负载的供电，第二温控开关电路包括第二常闭温控开关及与第二常闭温控开关并联的分压电阻，第二常闭温控开关装于电源板上，当电路环境温度高于第二常闭温控开关的断开温度时，第二常闭温控开关断开，电流从分压电阻通过，以减少LED光源负载的供电电流。

该专利对LED灯具具有两重保护，第一重就是保护LED灯具本身，采用第一常闭温控开关，第一常闭温控开关F2的断开温度为70℃，当散热器温度高于70℃即截断LED灯具的电源，第二重保护是保护LED灯具的电源板，由于电源板本身也是在调温下容易烧坏，而该发明中，电源电路板还是安装在LED灯具的散热器上，这样就更容易使电源电路板损坏，因此，该发明专利中利用一个第二常闭温控开关F3设置在电源电路板上，当电路板上的温度高于50℃时，第二常闭温控开关F3断开，将电流从分压电阻通过，以减少LED光源负载的供电电流。

上述专利产品具有如下不足：

1、在LED灯具本身温度过高时，截断输入电源，使灯具自动关闭灯具，但是在某些场合，即使温度较高，仍需要进行照明，此时如果灯具关闭，则无法实现照明功能，不能满足使用需要。

2、利用常闭温控开关对电路进行控制，目前温控开关一般是利用内部的双金属片在受热情况下产生弧度变化的原理，触动内部连动元件而产生通或者断的功能，这些，温控开关成本较高，且灵敏度不高。

发明内容

本发明针对目前带温控保护电路的 LED 灯的上述不足，提供一种LED灯具温度检测电路及带温控保护电路的LED灯具。

本发明所采用的技术方案是：一种温度检测电路，包括阻抗大小随温度变化的温控电阻R1，还包括参考电压电路、比较器U1；所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连在具有电压的两端，所述的参考电压电路所产生的电压输入所述的比较器U1的一个输入端，所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连处接所述的比较器U1另外一个输入端，在温控电阻R1的温度达到设定值时，所述的比较器U1输出翻转。

本发明中，通过一个检测电路可以实现温度测量，通过调节参考电压或者电阻R2可以设置任何需要检测的温度，应用范围广泛。

本发明中，还具有如下的优选方式：

还包括开关三极管Q1、反相导通二极管Z1、反相导通二极管Z2；所述的反相导通二极管Z2的导通电压高于所述的反相导通二极管Z1的导通电压；所述的三极管Q1的基极接所述的比较器U1的输出端，所述的反相导通二极管Z1设置在所述的三极管Q1的发射极电源与发射极之间，所述的反相导通二极管Z2设置在所述的三极管Q1的发射极与集电极之间；所述的温度检测电路的输出信号由所述的三极管Q1的发射极电源与发射极之间的电压表示。

采用两种信号反相二极管Z1或者肥相导通二极管Z2的反相导通过电压可以更加方便地输出温度检测结果。

所述的参考电压电路包括电阻R4和二极管D1，所述的电阻R4一端接电阻正极，另一端与所述的二极管D1的阳极相连，所述的二极管D1的阴极接地，所述的二极管D1的阳极上的电压即为参考电压。

这时，参考电压为一个PN结的电压，一般为0.7V左右，不会随着加到电路上的电压变化，是一个稳定的参考电压。

本发明还提供一种带温控保护电路的LED灯具，该LED灯具包括正面分布有LED灯珠的灯盘，所述的灯盘为良导热体，设置在所述的灯盘背面的散热装置，以及LED灯具电源，所述的灯盘上包括第一组LED灯珠和第二组LED灯珠；所述的LED灯具电源与所述的灯盘和散热装置分离设置，采用导线分别与所述的灯盘上的第一组LED灯珠和第二组LED灯珠的电源输入端相连；

还包括温控保护控制电路和温度检测电路；

所述的LED灯具电源产生第二电压电源；

所述的温控保护控制电路在接收到温度检测电路输出温度高的信号时，截断第一组LED灯珠或第二组LED灯珠的电源；

所述的温度检测电路包括安装在所述的灯盘上的阻抗大小随温度变化的温控电阻R1、参考电压电路、比较器U1；所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连在第二电压电源与地之间，所述的参考电压电路所产生的电压输入所述的比较器U1的一个输入端，所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连处接所述的比较器U1另外一个输入端，在温控电阻R1的温度达到设定值时，所述的比较器U1输出翻转，所述的比较器的输出端接所述的温控保护控制电路。

本发明的LED灯具通过检测灯盘的温度，在温度较高如70度摄氏时，关闭部分LED灯珠，这样，在不灭灯的前提下也能对LED灯具进行保护，降低电源的输出功率后，LED灯具将渐渐降温，直到安全温度。

本发明中，LED灯具还具有如下的优选方式：

在所述的比较器的输出端与所述的温控保护控制电路之间还包括开关三极管Q1、反相导通二极管Z1、反相导通二极管Z2；所述的反相导通二极管Z2的导通电压高于所述的反相导通二极管Z1的导通电压；

所述的三极管Q1的基极接所述的比较器U1的输出端，所述的反相导通二极管Z1设置在所述的三极管Q1的发射极与第二电压电源之间，所述的反相导通二极管Z2设置在所述的三极管Q1的的集电极第二电压电源之间；所述的三极管Q1的集电极接地；

所述的三极管Q1的发射极接所述的温控保护控制电路。

所述的参考电压电路包括电阻R4和二极管D1，所述的电阻R4一端接第二电压电源，另一端与所述的二极管D1的阳极相连，所述的二极管D1的阴极接地，所述的二极管D1的阳极上的电压即为参考电压。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明温度检测电路原理图。

图2为本发明LED灯具结构截面图。

图3为本发明LED灯具灯盘正视图。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种具有LED温控保护电路的LED灯具，如图2、图3所示，本实施例中，LED灯珠4均布在一块高导热率的金属圆盘的正面，该金属圆盘称为灯盘1，在灯盘1的背面紧帖着的是散热器，散热器包括两个部分，与灯盘1紧帖的是散热片2，它具有较大的散热面积，为了保证散热片2周围的空气流通，因此，本实施例中，在散热片2上还安装散热风扇3，其结构与目前电脑中CPU风扇的安装方式相同，这样，可以有效地保证散热快速。本实施例中，有一个特点是，为LED灯珠和风扇提供电源的电源系统是与灯盘与散热器分离设置的，只采用导线将电源与LED灯珠以及散热风扇的电源输入端相连，这样，高温的LED灯盘与散热装置不会对电源造成影响。

本实施例中，为了保证LED灯具的使用寿命，使LED灯珠在不高于70摄氏的环境下工作，本实施例中，通过检测灯盘的温度，因为灯盘的温度就是LED灯珠本身的温度，当温度达到或者接近70充摄氏时采取必要措施降低温度，本实施例中的措施是，将LED灯具的灯盘上的LED灯珠分成两组，开始时，两组LED灯珠都发光，此时，LED灯可以正常工作，在所有的LED灯珠都发光时，利用散热器基本都可以保证，LED灯珠的温度在摄氏70度以下，但有时还有一些特殊情况，如果LED灯珠的温度高于或者接近于摄氏70度时，电源方面将采用控制措施，熄灭掉一部分LED灯珠，减小整个的发热量，剩下来的LED灯珠还继续发光，这样，对LED灯珠也进行了保护，但同时还有部分照明，克服目前由于LED温控保护措施中，只要发现LED灯珠高于或者接近于摄氏70度时温度就断开电源所带来的不足。

在本实施例的LED灯具中，具有温控保护电路，温控保护电路包括温控保护控制电路和温度检测电路两个部分，温控保护控制电路在接收到由温度检测电路检测出的LED灯盘温度接近或者高于70度摄氏时，截断部分LED灯珠的电源，对剩余的继续供电，由于灯盘上发热的热源减少，此时，散热器继续工作，因此，灯盘上的温度将会下降直到正常工作温度。

本实施例的灯具电源是一种普通的电源，它产生LED灯珠所需要的电压，同时也为散热风扇供电，另外，还产生一路10V左右的直流电源为温度检测电路供电。

本实施例中，温度检测电路包括温控电阻R1，这里温控电阻R1一种阻值随温度上升而非线性上升的正温度系数的温控电阻，有时也可以阻抗随温度上升而非线性减小的负温度系数的温控电阻，但一般一情况下使用正温度系数的多，这样做灵敏度高，本实施例中，具体的电路中采用的是正温度系数的温控电阻如图1所示。

在比较器IC1的同相端，输出一个参考电压，参考电压是这样形成的，在灯具电源提供的10V左右的电源线正极和地之间串连连接一个限流电阻R4和二极管D1，限流电阻R4连接到电源线的正极端与二极管D1的阳极(P极)之间，二极管D1的阴极(N极)接地，这样，如果限流电阻R4阻值较大，则电源将会很小，但在IC1的同相端将会得到一个0.7V左右的稳定的参考电压。

在比较器IC1的异相端输入的信号就与温度有关，与参考电压电路一样，在10V左右的电源线正极和地串连连接温控电阻R1和电阻R2，温控电阻R1的一端接电源正极，另一端与R2相连，R2的另一端接地，在常温下，R2的阻值远大于温控电阻R1常温的阻值，这样，当温控电阻R1和电阻R2之间的连接点接比较器IC1的异相端时，其电压高于0.7V的参考电压，此时，比较器IC1的输出端输出的是低电压。当温度升高，温控电阻R1的阻值上升时，比较器IC1的异相端输入的电压下降，通过实验验证，当灯盘的温度高于摄氏70度时，比较器IC1的异相端输入的电压将小于0.7V，比较器将进行反转，输出高电平。

本实施例中，在比较后面包括开关三极管Q1、反相导通二极管Z1、反相导通二极管Z2；反相导通二极管Z2的导通电压高于反相导通二极管Z1的导通电压；三极管Q1的基极接比较器U1的输出端，反相导通二极管Z1设置在三极管Q1的发射极与第二电压电源之间，反相导通二极管Z2设置在三极管Q1的集电极第二电压电源之间；三极管Q1的集电极接地。

这样，当温度不高于70度摄氏时，温控电阻R1和电阻R2之间的连接点接比较器IC1的异相端时，其电压高于0.7V的参考电压，因此，输出低电平到三极管Q1的基极，这样，三极管Q1不导通，灯具电源输出的10V左右的电信号输出为反相导通二极管Z1的击穿电压，反相导通二极管也称稳压管，因此， 此时，温控保护控制电路检测到是反相导通二极管Z1的击穿电压，温控保护控制电路将不进行动作。

当由于特殊原因，LED灯盘上的温度达到或者高于70度摄氏时，比较器输出反转，通过限流电阻R5输入到三极管Q1基极的是高电平，三极管导通，从灯具电源输出的10V左右的电信号将拉低为反相导通二极管Z2的击穿电压，它是一个低电压，温控保护控制电路检测到是反相导通二极管Z1的击穿电压，温控保护控制电路将对LED灯进行保护，断开部分LED灯珠的电源，剩余部分继续工作，只是LED灯亮度减弱，可以有效地保护LED灯具。

本实施例中，温度检测电路是最具特征的部分，该电路采用一个温控电阻获取LED灯盘上的温度，当它的温度达到70度摄氏时，该去路上输出的电压与参考电压进行比较将发生变化，根据实际中使用的元器件不同可以采用不同的连接方式。

上面电路中如果交换一下比较器的两个输入信号，同样也可以将温度高于70度摄氏时的信息告诉温控保护控制电路，只是在温控保护控制电路中，对信号进行重新定义就可以了，原来接收到高电平不保护，现在接收到高电平进行保护。另外，本领域的技术人员根据上面的说明，还可以交换温控电阻R1和电阻R2的位置，同样比较器输入的信号也可以是按照自己定的进行设计，只是根据前面的设计温控保护控制电路对高温信号进行不同的定义而已。

如图1所示，本实施例的温度检测电路中，在电源线正极与电之间还设置了电容C3和电容C5，在三极管Q1基极与电源线正极正极之间设置电容C4。在比较器异相端与地线和输出之间分别设置有C1和电容C2。

Claims (6)

1.一种温度检测电路，包括阻抗大小随温度变化的温控电阻R1，其特征在于：还包括参考电压电路、比较器U1；所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连在具有电压的两端，所述的参考电压电路所产生的电压输入所述的比较器U1的一个输入端，所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连处接所述的比较器U1另外一个输入端，在温控电阻R1的温度达到设定值时，所述的比较器U1输出翻转。

2.根据权利要求1所述的温度检测电路，其特征在于：还包括开关三极管Q1、反相导通二极管Z1、反相导通二极管Z2；所述的反相导通二极管Z2的导通电压高于所述的反相导通二极管Z1的导通电压；

所述的三极管Q1的基极接所述的比较器U1的输出端，所述的反相导通二极管Z1设置在所述的三极管Q1的发射极电源与发射极之间，所述的反相导通二极管Z2设置在所述的三极管Q1的发射极与集电极之间；

所述的温度检测电路的输出信号由所述的三极管Q1的发射极电源与发射极之间的电压表示。

3.根据权利要求1或2所述的温度检测电路，其特征在于：所述的参考电压电路包括电阻R4和二极管D1，所述的电阻R4一端接电阻正极，另一端与所述的二极管D1的阳极相连，所述的二极管D1的阴极接地，所述的二极管D1的阳极上的电压即为参考电压。

4.一种带温控保护电路的LED灯具，包括正面分布有LED灯珠的灯盘，所述的灯盘为良导热体，设置在所述的灯盘背面的散热装置，以及LED灯具电源，其特征在于：所述的灯盘(1)上包括第一组LED灯珠和第二组LED灯珠；所述的LED灯具电源与所述的灯盘(1)和散热装置分离设置，采用导线分别与所述的灯盘(1)上的第一组LED灯珠和第二组LED灯珠的电源输入端相连；

还包括温控保护控制电路和温度检测电路；

所述的LED灯具电源产生第二电压电源；

所述的温控保护控制电路在接收到温度检测电路输出温度高的信号时，截断第一组LED灯珠或第二组LED灯珠的电源；

所述的温度检测电路包括安装在所述的灯盘上的阻抗大小随温度变化的温控电阻R1、参考电压电路、比较器U1；所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连在第二电压电源与地之间，所述的参考电压电路所产生的电压输入所述的比较器U1的一个输入端，所述的温控电阻R1与一分压电阻R2串连处接所述的比较器U1另外一个输入端，在温控电阻R1的温度达到设定值时，所述的比较器U1输出翻转，所述的比较器的输出端接所述的温控保护控制电路。

5.根据权利要求4所述的带温控保护电路的LED灯具，其特征在于：在所述的比较器的输出端与所述的温控保护控制电路之间还包括开关三极管Q1、反相导通二极管Z1、反相导通二极管Z2；所述的反相导通二极管Z2的导通电压高于所述的反相导通二极管Z1的导通电压；

所述的三极管Q1的基极接所述的比较器U1的输出端，所述的反相导通二极管Z1设置在所述的三极管Q1的发射极与第二电压电源之间，所述的反相导通二极管Z2设置在所述的三极管Q1的的集电极第二电压电源之间；所述的三极管Q1的集电极接地；

所述的三极管Q1的发射极接所述的温控保护控制电路。

6.根据权利要求4或5所述的带温控保护电路的LED灯具，其特征在于：所述的参考电压电路包括电阻R4和二极管D1，所述的电阻R4一端接第二电压电源，另一端与所述的二极管D1的阳极相连，所述的二极管D1的阴极接地，所述的二极管D1的阳极上的电压即为参考电压。